一種快速分析唾液中毒物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速、靈敏的檢測唾液中毒物的方法，以離子遷移譜技術(shù)為基本檢測技術(shù)，采用正、負(fù)離子模式，建立了離子遷移譜快速檢測唾液中毒物的定性和半定量分析方法。本發(fā)明無需任何復(fù)雜的樣品前處理，唾液中的毒物直接在恒定溫度下?lián)]干（30-80℃）后，進(jìn)入離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器。測量檢測限可以達(dá)到1ng以下（0.1ppm濃度以下），定量分析濃度范圍在0.5-100ppm之間。單個(gè)樣品分析時(shí)間小于30S，軟件自動(dòng)輸出報(bào)警結(jié)果。本測量方法簡便、快速、高效、可靠性好。針對(duì)口入服毒案件，離子遷移譜完全可以通過檢測唾液中毒物成分實(shí)現(xiàn)快速篩查?；诜ㄍタ茖W(xué)方面的應(yīng)用研究需求，軟件控制儀器可以根據(jù)毒物遷移時(shí)間和檢測信號(hào)強(qiáng)度定性、定量以及實(shí)施報(bào)警模式。
【專利說明】一種快速分析唾液中毒物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種快速、靈敏的檢測唾液中毒物的方法，以離子遷移譜技術(shù)為基本檢測技術(shù)，采用正、負(fù)離子模式，建立了離子遷移譜快速檢測唾液中毒物的定性和半定量分析方法。本發(fā)明無需任何復(fù)雜的樣品前處理，唾液中的毒物直接揮干后，進(jìn)入離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器，軟件自動(dòng)輸出報(bào)警結(jié)果。本測量方法簡便、快速、高效、可靠性好。針對(duì)口入服毒案件，離子遷移譜完全可以通過檢測唾液中毒物成分實(shí)現(xiàn)快速篩查。基于法庭科學(xué)方面的應(yīng)用研究需求，軟件控制儀器可以根據(jù)毒物遷移時(shí)間和檢測信號(hào)強(qiáng)度實(shí)施報(bào)警模式。
【背景技術(shù)】
[0002]唾液是一種無色且稀薄的液體，被人們俗稱為口水，雖然在古代被稱為“金津玉液”，現(xiàn)代卻向來給人有不潔不雅之感。由三對(duì)大唾液腺(下頜腺、肋腺和舌下腺)分泌的液體和口腔壁上許多小粘液腺分泌的粘液，在口腔里混合而成的消化液。唾液無色無味，PH為6.6到7.1。正常人每日分泌量約為1.0到1.5升(牛、羊等食草動(dòng)物，每天唾液分泌量多達(dá)體重的1/3)。人的唾液中99%是水。
[0003]近年來，通過研究唾液，人們又發(fā)現(xiàn)唾液具有多種新的用途。
[0004]一、糖尿病的基因療法:美國加利福尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組將可促使胰島素分泌的基因通過導(dǎo)管輸入到老鼠的唾液腺中，這些基因進(jìn)入唾液腺細(xì)胞中，并與細(xì)胞的染色體結(jié)合，使細(xì)胞具有了分泌胰島素的功能。用這種基因療法，使20只血糖含量超過正常值3倍的老鼠血糖含量恢復(fù)到正常。
[0005]二、查艾滋病:機(jī)體有無受到艾滋病病毒的感染，可以從唾液中查出。此方法快速又簡便易行。
[0006]三、診斷疾病:機(jī)體發(fā)生病變，必然使唾液的化學(xué)成份也隨之發(fā)生變化。只需要將唾液烘干生成結(jié)晶，晶體形狀隨病變而不同，因而可以用作診斷如高血壓、腮腺炎、霍亂、糖尿病、蛔蟲病等的佐證。
[0007]四、防病防癌:唾液中的粘蛋白等成分能中和部分胃酸，產(chǎn)生沉淀，附著在胃粘膜上，形成保護(hù)層，可防治消化性潰瘍。此外，唾液中所含的溶菌酶，不僅能殺滅或抑制葡萄球菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、溶血性鏈球菌等，而且還會(huì)使黃曲霉素苯并芘、亞硝胺等致癌物的毒性大大降低，甚至變?yōu)闊o害物質(zhì)。
[0008]五、監(jiān)護(hù)用藥:用藥后，在一定時(shí)間內(nèi)采集唾液，化驗(yàn)其中藥物含量，便可知道該藥在血液中的濃度。
[0009]專家指出，唾液是檢測毒品和酒精等有毒物質(zhì)的有效物質(zhì)。唾液的最佳利用在于發(fā)現(xiàn)疾病?，F(xiàn)在正在研究唾液反映與骨質(zhì)疏松、激素分泌失調(diào)和動(dòng)脈硬化，尤其是和艾滋病等致死病癥之間的聯(lián)系。
[0010]離子遷移譜(1n Mobility Spectrometry, IMS)技術(shù)20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種分離檢測技術(shù)，與傳統(tǒng)的質(zhì)譜、色譜儀器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，分析速度快，結(jié)果可靠的特點(diǎn)。能夠在大氣環(huán)境中對(duì)微量物質(zhì)進(jìn)行檢測，適于現(xiàn)場使用。因此可將該技術(shù)應(yīng)用到易制毒化學(xué)品的在線檢測。離子遷移譜主要由離子化室、離子門、漂移區(qū)和檢測器組成。樣品氣體在離子化室電離產(chǎn)生分子離子。離子在電場的驅(qū)使下通過周期性開啟的離子門進(jìn)入漂移區(qū)。在與逆流的中性漂移氣體分子不斷碰撞的過程中，由于這些離子在電場中各自遷移速率不同，使得不同的離子得到分離，先后到達(dá)收集極被檢測。因此通過遷移時(shí)間就可確定分析目標(biāo)物質(zhì)的存在，而應(yīng)用峰面積或峰高可確定相應(yīng)物質(zhì)的濃度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種利用離子遷移譜快速檢測唾液中毒物的方法。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)唾液中毒物的直接、快速、靈敏的檢測，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0013]將1-50 μ L已知不含毒物的唾液滴到進(jìn)樣片上對(duì)應(yīng)的取樣處，再將進(jìn)樣片插入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器里，然后分別在離子遷移譜正離子或負(fù)離子模式下進(jìn)行檢測分析，獲得各自檢測信號(hào)，分別作為正離子或負(fù)離子模式下的離子遷移譜檢測背景信號(hào)；
[0014]唾液樣品分析試驗(yàn):將1-50 μ L唾液滴到進(jìn)樣片上、離子遷移譜進(jìn)樣片對(duì)應(yīng)位置的取樣處，再將進(jìn)樣片插入到熱解析進(jìn)樣器里，然后在正離子或負(fù)離子模式下以離子遷移譜儀為檢測儀器，經(jīng)離子遷移譜儀進(jìn)行分析檢測，獲得檢測信號(hào)；根據(jù)其獲得的出峰時(shí)間與上步驟中唾液的出峰時(shí)間對(duì)比、進(jìn)而確定唾液中是否含有毒物。
[0015]定性分析試驗(yàn)中，溶解毒物的溶劑為甲醇、丙酮、乙醇、乙腈、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或水。
[0016]所述唾液中的毒物，無需任何復(fù)雜的樣品前處理方法，可直接進(jìn)樣檢測或加熱蒸除水分后進(jìn)樣檢測。
[0017]所述檢測分析由正離子模式、負(fù)離子模式或正、負(fù)切換模式的離子遷移譜完成。
[0018]所述離子遷移譜電離源為放射性63Ni源，紫外光電離源或放電電離源。
[0019]所述離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器是適合固體或液體進(jìn)樣的電磁閥進(jìn)樣器、步進(jìn)電機(jī)進(jìn)樣器。進(jìn)樣器選擇熱解析溫度范圍為室溫-300°C。
[0020]此儀器實(shí)驗(yàn)中使用的載氣和漂氣氣源可以是空氣、氮?dú)?、氧氣或惰性氣體中的一種或幾種混合氣源。氣源供氣方式可以是抽氣泵自供氣、氣瓶供氣或是氣體發(fā)生器產(chǎn)生的外供氣體。氣源氣體需要經(jīng)過活化處理的硅膠、分子篩和活性炭過濾，除去水、有機(jī)物和灰塵。氣源條件固定，可以保證離子遷移譜背景信號(hào)穩(wěn)定。
[0021]進(jìn)樣片為專用采樣紙、四氟片、不銹鋼片、石墨片、石英片、玻璃片、金屬鐵片、鋁片或聚四氟乙烯耐高溫采樣布。
[0022]于離子遷移譜的工作站軟件中手動(dòng)設(shè)置“終端模式數(shù)據(jù)采集累加譜圖數(shù)”和“終端下曲線數(shù)”，同時(shí)點(diǎn)擊“累加譜圖”功能；可以實(shí)現(xiàn)多張譜圖連續(xù)采集、信號(hào)加和，提高檢測靈敏度；
[0023]手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置鎖定檢測峰的遷移時(shí)間范圍和線性標(biāo)線方程的系數(shù)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)定性和定量分析功能。自動(dòng)生成標(biāo)線方程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試。
[0024]通過改變離子遷移譜高壓源，可以采用正離子模式、負(fù)離子模式或正、負(fù)切換離子模式試驗(yàn)，可以分別檢測黃樟腦、異黃樟腦、麻黃堿、鹽酸安非他明、硫酸安非他明、可卡因、二丁基硫醚、六氯乙烷、四甲基硫脲、阿替洛爾、二氧六環(huán)、嗎啡、麥角二乙胺、西洛西賓、麥斯卡林、苯環(huán)利定、抗膽堿藥、溴化物、氯胺酮、可卡因、苯丙胺類的一種或二種以上混合。[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0026]1.離子遷移譜作為唾液中毒物分析手段，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場原位、在線快速分析。
[0027]2.整個(gè)儀器重量小于15kg、攜帶方便，儀器獨(dú)立運(yùn)行，不需要外接電腦和氣源，適合現(xiàn)場使用，儀器體積小巧便攜；測量速度快；沒有復(fù)雜的樣品前處理試驗(yàn)，非常適合現(xiàn)場快速篩查；儀器的運(yùn)行費(fèi)用很低，消耗品很少；儀器的性價(jià)比高，分析速度比HPLC-UV和GC-MS等快10倍。
[0028]3.本測量方法簡便、快速，可靠性好。測量時(shí)間僅需0.5min，沒有復(fù)雜樣品前處理，Imin內(nèi)可以完成單個(gè)樣品檢測，檢測限可以達(dá)到0.lppm?；诜ㄍタ茖W(xué)方面的應(yīng)用研究需求，軟件控制儀器可以根據(jù)毒物檢測信號(hào)設(shè)置報(bào)警模式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為檢測唾液中毒物的離子遷移譜結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0030]圖2為正離子模式下離子遷移譜的背景信號(hào)離子遷移譜圖(RIP)；
[0031]圖3為正離子模式下離子遷移譜檢測IOL唾液的離子遷移譜圖；
[0032]圖4為正離子模式下離子遷移譜檢測IOOng麻黃堿的離子遷移譜圖；
[0033]圖5為正離子模式下離子遷移譜檢測唾液中的麻黃堿的離子遷移譜圖；
[0034]圖6為正離子模式下離子遷移譜檢測唾液中嗎啡的離子遷移譜圖；
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1為檢測唾液中毒物的離子遷移譜裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖，I為電離區(qū)，2為遷移區(qū)，3為熱解析進(jìn)樣器，4為載氣管路，5為離子源，6為出氣口，7為離子門，8為遷移管中遷移環(huán)，9為柵網(wǎng)，10為漂氣管路，11為檢測器。
[0036]所述離子遷移譜儀:以電離源為放射性63Ni源，紫外光電離源和放電電離源。所述的離子遷移譜儀主要包括進(jìn)樣裝置、電離源、反應(yīng)區(qū)、離子門、遷移區(qū)、信號(hào)接收與檢測系統(tǒng)和氣路干燥系統(tǒng)。進(jìn)樣裝置主要包括熱解析器、進(jìn)樣片和載氣輸送管路。其中熱解析器主要由進(jìn)樣口、加熱棒或者加熱帶、溫度控制器組成，進(jìn)樣片可以為采樣紙、金屬柵網(wǎng)、聚四氟片或聚四氟乙烯專用采樣布，載氣輸送管路由四氟管或金屬管和流量計(jì)組成。
[0037]圖2-6給出了一些實(shí)驗(yàn)譜圖對(duì)本發(fā)明給與說明。這些譜圖的實(shí)驗(yàn)條件均為:電離源為放射性63Ni源的離子遷移譜，步進(jìn)電機(jī)熱解析進(jìn)樣器。實(shí)驗(yàn)時(shí)遷移管溫度保持在100°C，進(jìn)樣器溫度180°C，載氣(空氣)、漂氣(空氣)氣流分別為400mL/min、600mL/min。含毒物的唾液樣品經(jīng)熱解析加熱裝置加熱后，樣品中溶劑揮發(fā)。
[0038]為了實(shí)現(xiàn)唾液中毒物的快速、靈敏檢測，本發(fā)明用離子遷移譜作為分析手段，將毒物標(biāo)準(zhǔn)品首先溶于有機(jī)溶劑中(配成1-1OOOppm的溶液)，滴到進(jìn)樣片上，然后在正、負(fù)兩種模式下以離子遷移譜儀為檢測儀器，分別獲得檢測信號(hào)，確定檢測模式。
[0039]實(shí)施例1
[0040]圖2給出了用正離子模式離子遷移譜檢測空氣背景信號(hào)的離子遷移譜圖，從圖中可以看出，正離子模式試劑離子峰(RIP)出現(xiàn)約在5.36ms。
[0041]利用離子遷移譜檢測唾液的過程如下:抽取1-50 μ L的唾液樣品溶液滴在進(jìn)樣片上，揮干水分(加熱器80°C)，然后插入儀器的進(jìn)樣口。樣品被一個(gè)內(nèi)置的熱解析器快速汽化，熱解析器的溫度在180°C ;熱解析得到的樣品氣體被載氣帶入離子遷移譜的電離區(qū)，樣品在電離區(qū)被電離成正、負(fù)離子，通過周期性開啟的離子門，進(jìn)入由均勻電場構(gòu)成的漂移區(qū)，在漂移區(qū)得到分離與檢測。
[0042]圖3給出了用正離子模式離子遷移譜檢測唾液的離子遷移譜圖，從圖中可以看出，試劑離子峰(RIP)出現(xiàn)在5.36ms左右，正常健康人的唾液背景僅在RIP后有個(gè)弱信號(hào)，不干擾毒物檢測。
[0043]實(shí)施例2
[0044]利用離子遷移譜儀檢測麻黃堿標(biāo)準(zhǔn)的過程如下:抽取1-50 μ L的麻黃堿標(biāo)準(zhǔn)滴在干凈的進(jìn)樣片上，然后插入儀器的進(jìn)樣口。樣品被一個(gè)內(nèi)置的熱解析器快速汽化，熱解析器的溫度在180°C左右；熱解析得到的樣品氣體被載氣帶入離子遷移譜的電離區(qū)，樣品在電離區(qū)被電離成正、負(fù)離子，通過周期性開啟的離子門，進(jìn)入由均勻電場構(gòu)成的漂移區(qū)，在漂移區(qū)得到分離與檢測。不同化合物的遷移率常數(shù)有差異，在漂移區(qū)移動(dòng)的速度不同，它們到達(dá)檢測器的時(shí)間不同。測量離子到達(dá)探測器的時(shí)間和峰強(qiáng)度，就可以確認(rèn)化合物種類，并且根據(jù)峰的信號(hào)強(qiáng)度測量其含量。
[0045]圖4給出的是正離子模式下離子遷移譜直接檢測IOOng麻黃堿標(biāo)準(zhǔn)的離子遷移譜圖，試劑離子峰(RIP)出現(xiàn)在5.36ms左右，而麻黃堿的特征峰在6.28ms>8.84ms。
[0046]圖5給出的是正離子模式離子遷移譜直接檢測唾液中麻黃堿的離子遷移譜圖；試劑離子峰(RIP)出現(xiàn)在5.36ms左右，而唾液中麻黃堿在6.28ms,8.84ms。唾液中的其它成分沒有檢出信號(hào)，不干擾麻黃堿的檢測。
[0047]實(shí)施例3
[0048]圖6給出的是正離子模式離子遷移譜直接檢測唾液中嗎啡的離子遷移譜圖；試劑離子峰(RIP)出現(xiàn)在6.32ms左右，嗎啡的特征峰通過軟件連續(xù)采集，信號(hào)約出現(xiàn)在9.2ms、
10.1ms、14.7ms。
【權(quán)利要求】
1.一種快速分析唾液中毒物的方法，其特征在于: 1)毒物標(biāo)準(zhǔn)分析試驗(yàn):將毒物標(biāo)準(zhǔn)品溶于有機(jī)溶劑，配成1-1OOOppm的溶液，取1-50 μ L滴到進(jìn)樣片上對(duì)應(yīng)的取樣處，再將進(jìn)樣片插入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器內(nèi)，然后分別在離子遷移譜正離子或負(fù)離子模式下進(jìn)行檢測分析，獲得各自檢測信號(hào)；確定正離子或負(fù)離子模式下毒物的出峰遷移時(shí)間； 2)唾液樣品分析試驗(yàn): 取1-50 μ L唾液樣品滴到進(jìn)樣片上對(duì)應(yīng)的取樣處，再將進(jìn)樣片插入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器內(nèi)，然后分別在離子遷移譜正離子或負(fù)離子模式下進(jìn)行檢測分析，獲得各自檢測信號(hào); 根據(jù)其獲得的樣品峰遷移時(shí)間與步驟I)中正離子或負(fù)離子模式下毒物標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時(shí)間對(duì)比、進(jìn)而確定唾液中是否含有步驟I)中的檢測分析過的毒物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:毒物標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中溶解毒物的有機(jī)溶劑為甲醇、丙酮、乙醇、乙腈、石油醚或水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述唾液中的毒物，無需樣品前處理方法，可直接進(jìn)樣檢測或加熱蒸除水分后進(jìn)樣檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器是適合固體或液體進(jìn)樣的電磁閥進(jìn)樣器、步進(jìn)電機(jī)進(jìn)樣器；進(jìn)樣器選擇熱解析溫度范圍為室溫-300。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:離子遷移譜實(shí)驗(yàn)中使用的載氣和漂氣氣源可以是空氣、氮?dú)?、氧氣或惰性氣體中的一種或幾種混合氣源；氣源供氣方式可以是抽氣泵自供氣、氣瓶供氣或是氣體發(fā)生器產(chǎn)生的外供氣體；氣源氣體需要經(jīng)過活化處理的硅膠、分子篩和活性炭過濾，除去水、有機(jī)物和灰塵；氣源條件固定，可以保證離子遷移譜背景信號(hào)穩(wěn)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:進(jìn)樣片為專用采樣紙、四氟片、不銹鋼片、石墨片、石英片、玻璃片、金屬鐵片、鋁片或聚四氟乙烯耐高溫采樣布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:于離子遷移譜的工作站軟件中手動(dòng)設(shè)置“終端模式數(shù)據(jù)采集累加譜圖數(shù)”和“終端下曲線數(shù)”，同時(shí)點(diǎn)擊“累加譜圖”功能；可以實(shí)現(xiàn)多張譜圖連續(xù)采集、信號(hào)加和，提高檢測靈敏度； 手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)置鎖定檢測峰的遷移時(shí)間范圍和線性標(biāo)線方程的系數(shù)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)定性和定量分析功能，自動(dòng)生成標(biāo)線方程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:將1-50μ L已知不含毒物的唾液滴到進(jìn)樣片上對(duì)應(yīng)的取樣處，再將取樣片插入到離子遷移譜熱解析進(jìn)樣器里，然后分別在離子遷移譜正離子或負(fù)離子模式下進(jìn)行檢測分析，獲得各自檢測信號(hào)，分別作為正離子或負(fù)離子模式下的離子遷移譜檢測背景信號(hào)；所述毒物標(biāo)準(zhǔn)品是指出峰遷移時(shí)間與背景信號(hào)無重合的毒物標(biāo)準(zhǔn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于:所述毒物標(biāo)準(zhǔn)品是黃樟腦、異黃樟腦、麻黃堿、鹽酸安非他明、硫酸安非他明、可卡因、二丁基硫醚、六氯乙烷、四甲基硫脲、阿替洛爾、二氧六環(huán)、嗎啡；致幻劑如麥角二乙胺、西洛西賓、麥斯卡林、苯環(huán)利定、抗膽堿藥、溴化物、氯胺酮、可卡因、苯丙胺類中的一種或二種以上毒物。
【文檔編號(hào)】G01N27/62GK103884768SQ201210566229
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】王新, 王衛(wèi)國, 李杭, 彭麗英, 李海洋 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所